EP0784767B1 - Einrichtung zum steuern eines cvt - Google Patents

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EP0784767B1
EP0784767B1 EP95936460A EP95936460A EP0784767B1 EP 0784767 B1 EP0784767 B1 EP 0784767B1 EP 95936460 A EP95936460 A EP 95936460A EP 95936460 A EP95936460 A EP 95936460A EP 0784767 B1 EP0784767 B1 EP 0784767B1
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EP
European Patent Office
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valve
pressure
primary
emergency
pulley
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95936460A
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English (en)
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EP0784767A1 (de
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Hubert KÖNIG
Hans Peter Stoll
Ralf Vorndran
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP0784767B1 publication Critical patent/EP0784767B1/de
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
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    • F16H61/66254—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling
    • F16H61/66259—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling using electrical or electronical sensing or control means
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    • F16H2061/126—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is the controller
    • F16H2061/1268—Electric parts of the controller, e.g. a defect solenoid, wiring or microprocessor

Definitions

  • the invention relates to a device for control a CVT driven by a drive unit according to the Preamble of claim 1.
  • CVT continuously variable transmissions
  • the conical disc pair consists of one in the axial direction fixed first disc and one in the axial direction Slidable second conical disk, hereinafter primary disks or called secondary disc.
  • primary disks or called secondary disc Between the conical disk pairs running a wrap, for example a push link belt.
  • the adjustment of the primary disc or secondary disc is made by a pressure medium.
  • an electronic control unit via electromagnetic Actuators and hydraulic valves control the pressure level of the spaces of the primary disc and secondary disc.
  • DE-OS 42 34 103 is a device for controlling the pressure of the primary disc is known.
  • the facility includes an electromagnetically controlled primary valve and a hydraulic secondary valve.
  • the primary valve is from controlled by an electronic control unit.
  • the device goes into emergency operation.
  • the pressure level of the primary disc through the secondary valve certainly.
  • the position of the secondary valve in turn will determined via a mechanical coupling from the primary disc.
  • the disadvantage of the device is that it has one complete failure of the electronic control unit does not covers.
  • the invention has for its object a device for to create an emergency operation of a CVT.
  • the object is achieved in that emergency equipment if the electronic control unit fails is activated by a constant by means Pressure ratio or force ratio of primary disc is set to secondary disc.
  • the pressure level in the The adjustment space of the secondary disc is constant. over the amount of this force ratio can be determined how big the translation change of the CVT from normal operation for emergency operation.
  • the solution according to the invention offers thus the advantage that the transition from normal operation to Emergency operation is safe. Overwinding or too strong Lowering the speed of the drive unit is prevented. Under emergency operation in the sense of the invention is the To understand the condition of the CVT, in which no speed control and there is no contact pressure control of the secondary disc.
  • the means are a primary valve and a secondary valve.
  • This solution according to the invention has the advantage that the CVT is not only operated with a single fixed ratio in the emergency mode.
  • the translation of the CVT varies depending on the torque delivered by a drive unit, for example an internal combustion engine.
  • the variable gear ratio change enables, for example, safe starting on the mountain and improved driveability with a high top speed.
  • Another advantage of the solution according to the invention is that no additional sensors or mechanical levers have to be used in this emergency driving device.
  • the primary and the secondary valve are pilot-controlled via a first and second emergency valve and in one configuration for this that a single electromagnetic pressure control valve acts in a pilot-controlling manner on the first and second emergency valve.
  • Fig. 2 shows a hydraulic diagram of the emergency driving device.
  • a pump 22 driven by the drive unit 1 or by the pump wheel 5 delivers pressure medium from a lubricant sump 20 via a filter 21 into the line 23.
  • the line 23 has a branch 23A to a first pressure reducing valve 24 and a branch 23B to a second pressure reducing valve 25.
  • Des a line 23C branches off from the line 23, with branches 23D to a primary valve 38, a branch 23E to an adjustment space 42 of the secondary disk S2 and the branch 23F to a secondary valve 39.
  • the pressure level of the line 23 with branches 23A to 23F is determined by the secondary valve 39, which is a pressure relief valve, is set.
  • the first pressure reducing valve 24 sets a constant pressure, for example 6 bar, in the line 26.
  • the second pressure reducing valve 25 also sets a constant pressure in the line 32 and its branch 32A.
  • a first electromagnetic pressure control valve 27 and a second electromagnetic pressure control valve 28 are connected to the line 26.
  • the pressure in the lines 29 and 33 can be linearly increased or reduced depending on the current value set by the electronic control unit 15 via the two pressure control valves 27 and 28.
  • a first emergency valve 30 and a second emergency valve 31 are connected to the line 29 or its branches 29A and 29B. As shown, the two emergency valves can be designed as separate components and can also be accommodated in a valve housing.
  • the first pressure control valve 27 has a pilot control via the branch 29A to the first emergency valve 30 and via the line 29 to the second emergency valve 31.
  • the two emergency valves 30 and 31 have a first position A and a second position B.
  • the first emergency valve 30 is via lines 34 and 35 connected to the primary valve 38.
  • the primary valve 38 is a pilot operated pressure reducing valve.
  • the second emergency valve 31 is connected to the secondary valve 39 via lines 36 and 37.
  • the secondary valve 39 is a pressure relief valve for the secondary side, line 23 or 23A to 23F. If the pressure level in line 23 is too high, the secondary valve 39 reduces the pressure level by additionally supplying the pressure medium to the other consumers of the CVT via line 40.
  • the primary valve 38 adjusts the pressure level of the adjustment space 41 of the primary disk S1 via the line 43.
  • the wrapping member is shown in dashed lines.
  • Emergency operation is shown. This means that the first and second pressure control valves 27 and 28 are de-energized. This results in a reduced pressure level of, for example, 0.4 bar in line 29 or 33 compared to line 26.
  • the spring of the two emergency valves 30 and 31 is designed so that the spring force is greater than the force from this reduced pressure. As a result, the two emergency valves are moved into position A, as shown. In position A, lines 29B and 33 are closed. There is therefore a passage from lines 32 and 32A to lines 34 and 36.
  • the constant pressure level of the second pressure reducing valve 25 is present as pilot pressure at the primary valve 38 and secondary valve 39.
  • the primary valve 38 and the secondary valve 39 set a constant pressure ratio in the adjustment spaces 41 and 42 of the primary disk S1 and secondary disk S2.
  • the pressure ratio is determined from tests, for example 16.5 bar primary to 26.0 bar secondary.
  • the two emergency valves are in position B.
  • lines 34 and 36 are vented into the tank.
  • the pressure value set by the first pressure control valve 27 is precontroling to the primary valve 38 and the pressure value set by the second pressure control valve 28 is precontrolling to the secondary valve 39
  • the translation of the CVT is set by the first pressure control valve 27.
  • the contact pressure of the secondary disc is set by the second pressure control valve 28.
  • FIG. 3 shows a map.
  • a moment of the primary disk S1 is plotted on the abscissa.
  • the torque of the primary disk S1 is calculated from the torque given by the drive unit 1 times the translation of the hydrodynamic converter 4. If, for example, an internal combustion engine is used as the drive unit, it is known that the delivered torque can be calculated from the two parameters injection time and speed of the internal combustion engine.
  • the force ratio is plotted on the ordinate. Force ratio is the quotient from the force of the primary disc to the force of the secondary disc.
  • the map shows parabolic curves that correspond to the translation of the CVT.
  • Numeral 44 shows the lowest gear ratio i_low, corresponding to the lowest gear
  • reference numeral 45 shows the largest gear ratio i_high, corresponding to the highest gear.
  • the adjustment range of the CVT ie the range between i_low and i_high, contains an infinite number of parallel parabolic curves.
  • a translation i_top is shown in broken lines with reference numeral 46.
  • the translation i_top is usually chosen so that a vehicle equipped with a drive unit and a CVT 3 reaches the maximum speed.
  • Reference numeral 47 shows a line displaced parallel to the abscissa of a static force ratio of the force of the primary plate S1 to the force of the secondary plate S2.
  • Reference numeral 48 shows a dynamic force ratio, shifted parallel to the abscissa, of the force of the primary plate S1 to the force of the secondary plate S2.
  • a dynamic force component is added to the static force component.
  • the pressure medium is distributed as a function of the speed in the two adjustment spaces 41 and 42 due to the centrifugal force. This results in an additional axial force component.
  • the position of the line of the dynamic force ratio 48 is thus also speed-dependent.
  • the dynamic force ratio thus arises in the case of adjustment spaces 41 and 42 that are not dynamically balanced.
  • the static force of the secondary pulley S2 is selected so that the wrapping member 11 can safely transmit the torque to the secondary pulley S2 without slippage occurring.
  • the static force set on the secondary disc S2 is constant over the entire range of the torque.
  • Another criterion for the value of this force ratio is the necessity that the speed of the drive unit must not increase so much that there is damage to the drive unit or the speed of the drive unit must not be reduced so far when transitioning from normal operation to emergency operation that the drive unit is blocked.
  • the two adjustment spaces 41 and 42 are not dynamically pressure balanced. If, for example, a vehicle is traveling at maximum speed, i.e.
  • Line 47 has a limiting point A with an associated moment M_min and a limiting point B with an associated moment M_max. At point A, line 47 intersects translation line i_A and at point B, line 47 intersects translation line i_B.
  • the ratio of the CVT between these two boundary lines i_A and i_B is set as a function of the torque and the dynamic force ratio on the basis of the constant force ratio. In practice, for example, there is a transmission range from 0.7 to 1.6 for emergency operation.
  • An extension provides for that the position of the second pressure reducing valve 25th from the disc position of the secondary disc S2 is dependent.
  • the disc position can be recognized via a mechanical connection.
  • the pressure reducing valve 25 affects depending on the Disc position of the secondary disc S2 the secondary pressure, Lines 23F and 23E, via the secondary valve 39.
  • the primary pressure, line 43, through the primary valve 38 to be influenced.

Abstract

Es wird eine Einrichtung zum Steuern eines von einer Antriebseinheit (1) angetriebenen CVT (3) vorgeschlagen, bei der mit Ausfall des elektronischen Steuergerätes (15) eine Notfahreinrichtung aktiviert wird. Diese stellt ein konstantes Druckverhältnis bzw. Kraftverhältnis zwischen Primärscheibe (S1) und Sekundärscheibe (S2) ein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern eines von einer Antriebseinheit angetriebenen CVT nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stufenlose Getriebe, nachfolgend CVT genannt, besitzen ein erstes Kegelscheibenpaar auf einer Antriebswelle und ein zweites Kegelscheibenpaar auf einer Abtriebswelle. Jedes Kegelscheibenpaar besteht aus einer in axialer Richtung feststehenden ersten Scheibe und einer in axialer Richtung verschiebbaren zweiten Kegelscheibe, nachfolgend Primärscheiben bzw. Sekundärscheibe genannt. Zwischen den Kegelscheibenpaaren läuft ein Umschlingungsorgan, zum Beispiel ein Schubgliederband. Die Verstellung der Primärscheibe bzw. Sekundärscheibe erfolgt durch ein Druckmedium. Hierzu steuert ein elektronisches Steuergerät über elektromagnetische Stellglieder und hydraulische Ventile das Druckniveau der Stellräume von Primärscheibe und Sekundärscheibe.
Aus der DE-OS 42 34 103 ist eine Vorrichtung zum Steuern des Druckes der Primärscheibe bekannt. Die Einrichtung umfaßt ein elektromagnetisch gesteuertes Primärventil und ein hydraulisches Sekundärventil. Das Primärventil wird von einem elektronischen Steuergerät angesteuert. Bei Leitungsunterbrechung vom elektronischen Steuergerät zum Primärventil geht die Einrichtung in Notfahrbetrieb. Hierbei wird das Druckniveau der Primärscheibe durch das Sekundärventil bestimmt. Die Stellung des Sekundärventils wiederum wird über eine mechanische Koppelung von der Primärscheibe bestimmt. Die Einrichtung hat den Nachteil, daß sie einen vollständigen Ausfall des elektronischen Steuergeräts nicht abdeckt.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Einrichtung für einen Notfahrbetrieb eines CVT zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Ausfall des elektronischen Steuergeräts eine Notfahreinrichtung aktiviert ist, indem durch Mittel ein konstantes Druckverhältnis bzw. Kraftverhältnis Primärscheibe zu Sekundärscheibe eingestellt wird. Das Druckniveau im Verstellraum der Sekundärscheibe ist hierbei konstant. Über den Betrag dieses Kraftverhältnisses läßt sich festlegen, wie groß die Übersetzungsänderung des CVT vom Normalbetrieb zum Notfahrbetrieb ist. Die erfindungsgemäße Lösung bietet somit den Vorteil, daß der Übergang vom Normalbetrieb zum Notfahrbetrieb sicher ist. Ein Überdrehen bzw. ein zu starkes Absenken der Drehzahl der Antriebseinheit wird verhindert. Unter Notfahrbetrieb im Sinne der Erfindung ist der Zustand des CVT zu verstehen, bei dem keine Drehzahlregelung und keine Anpreßdruckregelung der Sekundärscheibe erfolgt.
In Ausgestaltung hierzu wird vorgeschlagen, daß die Mittel ein Primärventil und ein Sekundärventil sind. Diese erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, daß das CVT im Notfahrbetrieb nicht nur mit einer einzigen festen Übersetzung betrieben wird. Bei der erfindungsgemäßen Lösung variiert die Übersetzung des CVT in Abhängigkeit von dem abgegebenen Moment einer Antriebseinheit, zum Beispiel Brennkraftmaschine. Die variable Übersetzungsänderung ermöglicht im Notfahrbetrieb zum Beispiel ein sicheres Anfahren am Berg und eine verbesserte Fahrbarkeit (Driveability) mit einer hohen Endgeschwindigkeit. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei dieser Notfahreinrichtung keine zusätzlichen Sensoren oder mechanischen Hebel verwendet werden müssen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Primär- und das Sekundärventil über ein erstes und zweites Notventil vorgesteuert sind und in einer Ausgestaltung hierzu, daß ein einziges elektromagnetisches Druckregelventil vorsteuernd auf das erste und zweite Notventil wirkt. Diese Lösung bietet den Vorteil, daß das erste und zweite Notventil gleichzeitig geschaltet werden, so daß Toleranzen und Signallaufzeiten der Druckregelventile nicht zur Wirkung kommen.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1
ein Blockschaltbild eines elektronisch gesteuerten stufenlosen Getriebes;
Fig. 2
ein Hydraulikschema Notfahreinrichtung und
Fig. 3
ein Kennfeld.
In Fig. 1 ist ein CVT 3 dargestellt. Das CVT 3 ist mit einer Antriebseinheit 1, zum Beispiel Brennkraftmaschine oder Elektromotor, über eine Antriebswelle 2 verbunden. Das CVT 3 besteht aus den Baugruppen: hydrodynamischer Wandler mit Überbrückungskupplung 4, Wendesatz 9, erstes Kegelscheibenpaar 10, zweites Kegelscheibenpaar 12, Umschlingungsorgan 11 und hydraulisches Steuergerät 14. Die Antriebswelle 2 treibt den hydrodynamischen Wandler 4 an. Dieser besteht bekanntermaßen aus einem Pumpenrad 5, einem Turbinenrad 6 und einem Leitrad 7. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann sich zum hydrodynamischen Wandler 4 eine Wandlerüberbrückungskupplung befinden. Das Turbinenrad 6 bzw. die Wandlerüberbrückungskupplung sind mit einer Getriebeeingangswelle 8 verbunden. Die Getriebeeingangswelle 8 treibt einen Wendesatz 9 an. Über den Wendesatz 9 wird die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 8 direkt auf das erste Kegelscheibenpaar 10 übertragen oder es erfolgt eine Drehrichtungsumkehr für Rückwärtsfahrt. Kernstück des CVT 3 ist das erste Kegelscheibenpaar 10, das zweite Kegelscheibenpaar 12 und das Umschlingungsorgan 11. Das erste Kegelscheibenpaar 10 besteht aus einer in axialer Richtung feststehenden ersten Kegelscheibe und einer in axialer Richtung verschiebbaren zweiten Kegelscheibe, der Primärscheibe S1. Das zweite Kegelscheibenpaar 12 besteht aus einer in axialer Richtung feststehenden ersten Kegelscheibe und einer in axialer Richtung verschiebbaren zweiten Kegelscheibe, der Sekundärscheibe S2. Zwischen diesen Kegelscheibenpaaren 10 und 12 läuft das Umschlingungsorgan 11, zum Beispiel ein Schubgliederband. Aufgrund der axialen Verschiebbarkeit der Primärscheibe S1 bzw. der Sekundärscheibe S2 ändert sich der Laufradius des Umschlingungsorgans 11. Hierdurch ändert sich die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 8 bzw. die Übersetzung des CVT 3. Der Abtrieb erfolgt über die Abtriebswelle 13.
Das CVT 3 wird von einem elektronischen Steuergerät 15 mittels elektromagnetischer Stellglieder und hydraulischer Ventile gesteuert. Über diese nicht dargestellten Stellglieder werden die Kupplungen und Bremsen bzw. deren Druckverlauf gesteuert. Die elektromagnetischen Stellglieder und hydraulischen Ventile befinden sich in einem hydraulischen Steuergerät 14. Vom elektronischen Steuergerät 15 sind als Blöcke dargestellt: ein Micro-Controller 16, ein Funktionsblock Steuerung Stellglieder 17 und ein Funktionsblock Diagnose 18. Am elektronischen Steuergerät 15 sind Eingangsgrößen 19 angeschlossen. Die Eingangsgrößen 19 sind zum Beispiel:
  • Signal einer Laststellung der Antriebseinheit (bei einer Brennkraftmaschine entspricht dies der Drosselklappenstellung),
  • Drehzahl einer Getriebeeingangswelle,
  • Drehzahl der Abtriebswelle und
  • Temperatur eines Druckmediums.
Das elektronische Steuergerät 15 bestimmt aus den Eingangsgrößen 19 einen Betriebspunkt und stellt den dazugehörigen Drehzahlwert der Getriebeeingangswelle oder die Übersetzung des CVT 3 ein. Der Funktionsblock Diagnose 18 überprüft die Eingangsgrößen 19 auf Plausibilität. Tritt hierbei ein gravierender Fehler auf, so wird üblicherweise der Funktionsblock Steuerung Stellglieder über ein Sicherheitsrelais desaktiviert. Das CVT 3 geht somit in den Notfahrbetrieb. Unter Notfahrbetrieb im Sinne der Erfindung ist der Zustand des CVT zu verstehen, bei dem keine Drehzahlregelung und keine Anpreßdruckregelung der Sekundärscheibe erfolgt.
Fig. 2 zeigt ein Hydraulikschema der Notfahreinrichtung. Eine von der Antriebseinheit 1 oder vom Pumpenrad 5 angetriebene Pumpe 22 fördert aus einem Schmiermittelsumpf 20 über ein Filter 21 Druckmedium in die Leitung 23. Die Leitung 23 hat eine Abzweigung 23A zu einem ersten Druckreduzierventil 24 und eine Abzweigung 23B zu einem zweiten Druckreduzierventil 25. Des weiteren zweigt aus der Leitung 23 eine Leitung 23C ab, mit Abzweigungen 23D zu einem Primärventil 38, einer Abzweigung 23E zu einem Verstellraum 42 der Sekundärscheibe S2 und der Abzweigung 23F zu einem Sekundärventil 39. Das Druckniveau der Leitung 23 mit Abzweigungen 23A bis 23F wird durch das Sekundärventil 39, welches ein Druckbegrenzungsventil ist, eingestellt. Das erste Druckreduzierventil 24 stellt einen konstanten Druck, zum Beispiel 6 bar, in der Leitung 26 ein. Das zweite Druckreduzierventil 25 stellt ebenfalls einen konstanten Druck in der Leitung 32 und deren Abzweigung 32A ein. An die Leitung 26 ist ein erstes elektromagnetisches Druckregelventil 27 und ein zweites elektromagnetisches Druckregelventil 28 angeschlossen. Über die beiden Druckregelventile 27 und 28 läßt sich der Druck in der Leitung 29 bzw. 33 in Abhängigkeit des von dem elektronischen Steuergerät 15 eingestellten Stromwerts linear erhöhen bzw. reduzieren. Ein erstes Notventil 30 und ein zweites Notventil 31 sind mit der Leitung 29 bzw. deren Abzweigungen 29A und 29B verbunden. Die beiden Notventile können, wie dargestellt, als getrennte Bauteile ausgeführt als auch in einem Ventilgehäuse untergebracht sein. Das erste Druckregelventil 27 wirkt vorsteuernd über die Abzweigung 29A auf das erste Notventil 30 und über die Leitung 29 auf das zweite Notventil 31. Die beiden Notventile 30 und 31 besitzen eine erste Stellung A und eine zweite Stellung B. Das erste Notventil 30 ist über Leitungen 34 und 35 mit dem Primärventil 38 verbunden. Das Primärventil 38 ist ein vorgesteuertes Druckreduzierventil. Das zweite Notventil 31 ist über Leitungen 36 und 37 mit dem Sekundärventil 39 verbunden. Das Sekundärventil 39 ist ein Druckbegrenzungsventil für die Sekundärseite, Leitung 23 bzw. 23A bis 23F. Bei einem zu hohen Druckniveau in der Leitung 23 reduziert das Sekundärventil 39 das Druckniveau, indem das Druckmedium über die Leitung 40 den anderen Verbrauchern des CVT zusätzlich zugeführt wird. Das Primärventil 38 stellt über die Leitung 43 das Druckniveau des Verstellraumes 41 der Primärscheibe S1 ein. Das Umschlingungsorgan ist gestrichelt dargestellt.
Die Funktion der Anordnung ist folgendermaßen:
Dargestellt ist der Notfahrbetrieb. Dies bedeutet, daß das erste und zweite Druckregelventil 27 bzw. 28 stromlos sind. Hierdurch stellt sich in der Leitung 29 bzw. 33 gegenüber der Leitung 26 ein reduziertes Druckniveau von zum Beispiel 0,4 bar ein. Die Feder der beiden Notventile 30 und 31 ist so ausgelegt, daß die Federkraft größer ist als die Kraft aus diesem reduzierten Druck. Hierdurch werden die beiden Notventile, wie dargestellt, in die Stellung A umgeschoben. In der Stellung A sind die Leitungen 29B und 33 abgeschlossen. Von den Leitungen 32 und 32A herrscht somit ein Durchgang zu den Leitungen 34 und 36. Hierdurch liegt das konstante Druckniveau des zweiten Druckreduzierventils 25 als Vorsteuerdruck beim Primärventil 38 und Sekundärventil 39 an. Durch das Primärventil 38 und das Sekundärventil 39 wird ein konstantes Druckverhältnis in den Verstellräumen 41 bzw. 42 der Primärscheibe S1 und Sekundärscheibe S2 eingestellt. Das Druckverhältnis wird aus Versuchen ermittelt, zum Beispiel 16,5 bar primär zu 26,0 bar sekundär. Im Normalbetrieb befinden sich die beiden Notventile in der Stellung B. Hierdurch werden die Leitungen 34 bzw. 36 in den Tank entlüftet. Von der Leitung 29B besteht ein Durchgang zur Leitung 35. Von der Leitung 33 besteht ein Durchgang zur Leitung 37. Hierdurch ist der vom ersten Druckregelventil 27 eingestellte Druckwert vorsteuernd auf das Primärventil 38 bzw. der vom zweiten Druckregelventil 28 eingestellte Druckwert vorsteuernd auf das Sekundärventil 39. Durch das erste Druckregelventil 27 wird die Übersetzung des CVT eingestellt. Durch das zweite Druckregelventil 28 wird der Anpreßdruck der Sekundärscheibe eingestellt.
Fig. 3 zeigt ein Kennfeld. Auf der Abszisse ist ein Moment der Primärscheibe S1 abgetragen. Das Moment der Primärscheibe S1 berechnet sich aus dem von der Antriebseinheit 1 abgegebenen Moment mal der Übersetzung des hydrodynamischen Wandlers 4. Wird zum Beispiel als Antriebseinheit eine Brennkraftmaschine verwendet, so läßt sich bekanntermaßen aus den beiden Kenngrößen Einspritzzeit und Drehzahl der Brennkraftmaschine das abgegebene Moment berechnen. Auf der Ordinate aufgetragen ist das Kraftverhältnis. Kraftverhältnis ist der Quotient aus Kraft der Primärscheibe zur Kraft der Sekundärscheibe. Das Kennfeld zeigt in Abhängigkeit des Moments parabelförmige Kurvenzüge, die der Übersetzung des CVT entsprechen. Bezugszeichen 44 zeigt die niedrigste Übersetzung i_low, entsprechend dem niedrigsten Gang, und Bezugszeichen 45 die größte Übersetzung i_high, entsprechend dem größten Gang. Der Verstellbereich des CVT, d. h. der Bereich zwischen i_low und i_high, enthält unendlich viele parallel verschobene Parabelkurvenzüge. Als Beispiel hieraus ist mit Bezugszeichen 46 strichpunktiert eine Übersetzung i_top dargestellt. Die Übersetzung i_top wird üblicherweise so gewählt, daß ein mit einer Antriebseinheit und einem CVT 3 ausgerüstetes Fahrzeug die maximale Geschwindigkeit erreicht. Bezugszeichen 47 zeigt eine zur Abszisse parallel verschobene Linie eines statischen Kraftverhältnisses von Kraft der Primärscheibe S1 zur Kraft der Sekundärscheibe S2. Beim statischen Kraftverhältnis wird nur die Kraft aus der Wirkung des Druckmediums berücksichtigt. Dieses statische Kraftverhältnis gilt somit ausschließich für dynamisch druckausgeglichene Verstellräume 41 bzw. 42 der Primär- bzw. Sekundärscheibe. Bezugszeichen 48 zeigt ein parallel zur Abszisse verschobenes dynamisches Kraftverhältnis von Kraft der Primärscheibe S1 zur Kraft der Sekundärscheibe S2. Beim dynamischen Kraftverhältnis kommt zu der statischen Kraftkomponente noch eine dynamische Kraftkomponente hinzu. Bekanntermaßen verteilt sich das Druckmedium aufgrund der Zentrifugalkraft drehzahlabhängig in den beiden Verstellräumen 41 und 42. Hieraus resultiert eine zusätzliche axiale Kraftkomponente. Die Lage der Linie des dynamischen Kraftverhältnisses 48 ist hierdurch ebenfalls drehzahlabhängig. Das dynamische Kraftverhältnis ergibt sich somit bei dynamisch nicht druckausgeglichenen Verstellräumen 41 bzw. 42.
Die statische Kraft der Sekundärscheibe S2 wird so gewählt, daß das Umschlingungsorgan 11 das Moment sicher auf die Sekundärscheibe S2 übertragen kann, ohne daß hierbei Schlupf auftritt. Die an der Sekundärscheibe S2 eingestellte statische Kraft ist über den gesamten Bereich des Moments konstant. Ein weiteres Kriterium für den Wert dieses Kraftverhältnisses ist die Notwendigkeit, daß mit Übergang vom Normalbetrieb in den Notfahrbetrieb die Drehzahl der Antriebseinheit nicht so weit ansteigen darf, daß es zu einer Beschädigung der Antriebseinheit kommt bzw. es darf die Drehzahl der Antriebseinheit nicht so weit abgesenkt werden, daß die Antriebseinheit blockiert. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Verstellräume 41 und 42 dynamisch nicht druckausgeglichen. Fährt zum Beispiel ein Fahrzeug mit Maximalgeschwindigkeit, also hohem Drehzahlniveau der Antriebseinheit, im Betriebspunkt C, so reduziert sich die Übersetzung von i_top mit Übergang in den Notfahrbetrieb auf die Übersetzung i_dyn, Bezugszeichen 49, des neuen Betriebspunktes Cl. Die Linie 47 hat einen Begrenzungspunkt A mit dazuhörigem Moment M_min und einen Begrenzungspunkt B mit dazugehörigem Moment M_max. Im Punkt A schneidet die Linie 47 die Übersetzungslinie i_A und im Punkt B schneidet die Linie 47 die Übersetzungslinie i_B. Im Notfahrbetrieb stellt sich nun in Abhängigkeit des Moments und des dynamischen Kraftverhältnisses die Übersetzung des CVT zwischen diesen beiden Begrenzungslinien i_A und i_B aufgrund des konstanten Kraftverhältnisses ein. In der Praxis ergibt sich zum Beispiel ein Übersetzungsbereich von 0,7 bis 1,6 für den Notfahrbetrieb.
In einer nicht dargestellten Erweiterung ist vorgesehen, daß die Stellung des zweiten Druckreduzierventils 25 von der Scheibenstellung der Sekundärscheibe S2 abhängig ist. Die Scheibenstellung kann zum Beispiel über eine mechanische Verbindung erkannt werden. Das Druckreduzierventil 25 beeinflußt in Abhängigkeit von der Scheibenstellung der Sekundärscheibe S2 den Sekundärdruck, Leitungen 23F und 23E, über das Sekundärventil 39. Ebenso kann der Primärdruck, Leitung 43, durch das Primärventil 38 beeinflußt werden.
Durch die Berücksichtigung der Scheibenstellung läßt sich somit das Druckverhältnis Scheibe 1/Scheibe 2 konstant halten, jedoch bezüglich des absoluten Druckniveaus in Abhängigkeit vom tatsächlichen Druckbedarf (übersetzungsabhängig) anpassen. Dadurch verbessert sich der Wirkungsgrad des Variators im Notprogramm.
Bezugszeichen
1
Antriebseinheit
2
Antriebswelle
3
CVT
4
hydrodynamischer Wandler mit Überbrückungskupplung
5
Pumpenrad
6
Turbinenrad
7
Leitrad
8
Getriebeeingangswelle
9
Wendesatz
10
erstes Kegelscheibenpaar
11
Umschlingungsorgan
12
zweites Kegelscheibenpaar
13
Abtriebswelle
14
hydraulisches Steuergerät
15
elektronisches Steuergerät
16
Micro-Controller
17
Funktionsblock Steuerung Stellglieder
18
Funktionsblock Diagnose
19
Eingangsgrößen
20
Schmiermittelsumpf
21
Filter
22
Pumpe
23
Leitung
23A
Leitung
23B
Leitung
23C
Leitung
23D
Leitung
23E
Leitung
23F
Leitung
24
erstes Druckreduzierventil
25
zweites Druckreduzierventil
25.1
zweites Druckreduzierventil, scheibenstellungsabhängig
26
Leitung
27
erstes elektromagnetisches Druckregelventil
28
zweites elektromagnetisches Druckregelventil
29
Leitung
29A
Leitung
29B
Leitung
30
erstes Notventil
31
zweites Notventil
32
Leitung
32A
Leitung
33
Leitung
34
Leitung
35
Leitung
36
Leitung
37
Leitung
38
Primärventil
39
Sekundärventil
40
Leitung
41
Verstellraum Primärscheibe
42
Verstellraum Sekundärscheibe
43
Leitung
44
Übersetzung i_low
45
Übersetzung i_high
46
Übersetzung i_top
47
Linie statisches Kraftverhältnis,
Kraft Primär zu Kraft Sekundär
48
Linie dynamisches Kraftverhältnis,
Kraft Primär zu Kraft Sekundär
49
Übersetzung i_dyn
S1
Primärscheibe
S2
Sekundärscheibe

Claims (6)

  1. Einrichtung zum Steuern eines von einer Antriebseinheit (1) angetriebenen CVT (3), mit jeweils einem Kegelscheibenpaar (10, 12) auf einer Antriebs- bzw. Abtriebswelle und einem Umschlingungsorgan (11), das zwischen den Kegelscheibenpaaren umläuft, das auf der Antriebswelle angeordnete Kegelscheibenpaar (10) besteht aus einer in axialer Richtung feststehenden Kegelscheibe und einer in axialer Richtung verschieblichen Primärscheibe (S1) mit Verstellraum (41), das auf der Abtriebswelle angeordnete Kegelscheibenpaar (12) besteht aus einer in axialer Richtung feststehenden Kegelscheibe und einer in axialer Richtung verschieblichen Sekundärscheibe (S2) mit Verstellraum (42), einem elektronischen Steuergerät (15), das über elektromagnetische Stellglieder und hydraulische Ventile das Druckniveau der Stellräume von Primär- (41) und Sekundärscheibe (42) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ausfall des elektronischen Steuergeräts (15) eine Notfahreinrichtung aktiviert ist, indem durch Mittel ein konstantes Druckverhältnis bzw. Kraftverhältnis Primärscheibe (S1) zu Sekundärscheibe (S2) eingestellt wird, wobei das Druckniveau des Verstellraums (42) der Sekundärscheibe (S2) konstant ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ein Primärventil (38) und ein Sekundärventil (39) sind.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Primär- (38) und das Sekundärventil (39) über ein erstes und zweites Notventil (30, 31) vorgesteuert sind.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetisches Druckregelventil (27) vorsteuernd auf das erste und zweite Notventil (30, 31) wirkt.
  5. Einrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Pumpe (22) ein erstes und ein zweites Druckreduzierventil (24, 25) nachgeordnet sind (Leitung 23A, 23B), ein erstes und zweites elektromagnetisches Druckregelventil (27, 28) mit dem ersten Druckreduzierventil (24) (Leitung 26) verbunden sind, das erste elektromagnetische Druckregelventil (27) mit einem ersten und zweiten Notventil (30, 31) verbunden ist (Leitung 29, 29A, 29B), das erste Notventil (30) mit einem Primärventil (38) verbunden ist (Leitungen 34 und 35), das zweite Notventil (31) mit einem Sekundärventil (39) verbunden ist (Leitungen 36 und 37), das Primärventil (38) als auch das Sekundärventil (39) mit der Pumpe (22) verbunden sind (Leitung 23, 23C, 23D, 23F), hierbei über das Sekundärventil (39) das Druckniveau für den Verstellraum (42) der Sekundärscheibe (S2) bestimmt wird (Leitung 23E), das Primärventil (38) das Druckniveau des Stellraums (41) der Primärscheibe (S1) bestimmt (Leitung 43), das zweite Druckreduzierventil (25) mit den beiden Notventilen (30, 31) verbunden ist (Leitung 32 und 32A), die Schaltstellungen des ersten und zweiten Notventils (30, 31) durch das erste elektromagnetische Druckregelventil (27) bestimmt sind, so daß in einer ersten Stellung B der beiden Notventile (30, 31) das erste Druckregelventil (27) vorsteuernd auf das Primärventil (38) und das zweite Druckregelventil (28) vorsteuernd auf das Sekundärventil (39) wirken (Leitung 29, 29B, 35 bzw. 33, 37), in einer zweiten Stellung A der beiden Notventile (30, 31) das Druckniveau des zweiten Druckreduzierventils (25) vorsteuernd sowohl auf das Primärventil (38) als auch das Sekundärventil (39) wirkt.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Druckreduzierventil (25) von der Scheibenstellung der Sekundärscheibe (S2) abhängig ist und das zweite Druckreduzierventil (25) das Druckniveau der beiden Verstellräume (41, 42) steuert.
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